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操作方法
根据公式,y=sinx的不定积分为-cosx+c
y=(sinx)^2的不定积分需要用到倍角公式(cos2x=1-2(sinx)^2)来转化。
y=(sinx^3)的不定积分需要用到凑微分的方法来计算。
y=(sinx)^4的不定积分需要多次运用降幂公式((sinx)^4=(1-cos2x)^2/4),将四次方转化为一次方再计算。
y=(sinx)^5的不定积分需要凑微分和降幂公式结合使用解答。
y=(sinx)^6的不定积分需要多次用到降幂公式进行解答。
特别提示
不定积分的学习主要是要记住转化公式及几种化简方法。
2、这个不定积分公式变化莫测,但很多人只知道它的递推形式
#头条创作挑战赛#
余弦的整数幂,与正弦的整数幂的积的不定积分,是一个相当复杂的积分公式。而且它会有非常多的变化,说它变化莫测一点也不为过。很多人都只看到高数教材上的递推形式,并且认为,掌握了递推形式就足够了。如果这样想的话,数学是很难学好的。
老黄这篇文章先给大家介绍它的递推形式是怎么来的,再大概给大家介绍一下,它有哪些变化形式。以后有机会,再把各种变化形式的公式最终形态推导出来分享给大家。
将推导公式整理成高数证明题的形式如下:
若I(m,n)=∫(cosx)^m*(sinx)^ndx,则当m+n≠0时,证明:
I(m,n)=(cosx)^(m-1)*(sinx)^(n+1)/(m+n)+(m-1)/(m+n)*I(m-2,n)
=-(cosx)^(m+1)*(sinx)^(n-1)/(m+n)+(n-1)/(m+n)*I(m,n-2).
这里面其实是有两个公式的,先证明第一个公式。首先,我们可以利用cosx=cotx*sinx,把被积函数化为如下形式:
其中的(sinx)^(m+n-1)*cosxdx=1/(m+n)*d(sinx)^(m+n),这完全是式子中的分母给的启发:
然后运用分部积分公式:
前面的分式就可以化成公式右侧的分式形式了,而后面的不定积分,把微分求出来:
最后的不定积分就是I(m-2,n)了。
再证第二个公式时,可以和上面同理,不过重复运算对老黄来说,太枯燥,所以老黄变个花样。先利用(cosx)^mdx=-1/(m+1)* d(cosx)^(m+1):
然后运用分部积分法:(这个公式非常重要,一定要掌握)
再把后面的积分中微分部分求出来:
利用(cosx)^2=1-(sinx)^2,可化成下面的形式:
这是一个关于I(m,n)的方程,移项合并同类项得:
分母可以约掉,然后化系数为一,就得到:
这就完成了对递推公式的证明。按下来解一道简单例题:
例:求∫(cosx)^2(sinx)^4dx.
我们有两个公式可以选择:
选择第一个公式得到:
后面的积分运用正弦的正整数幂公式,可解决:
选择第二个公式得到:(对比一下结果的优劣)
很明显,用这种方法并不能直接得到结果。所以还需要对后面的不定积分再次运用公式,这里省略掉这一步,直接写出结果是:
我们可以看到,解决这类问题,至少有两种方法,四种情况。这两种方法是分别利用公式对cosx或sinx进行降幂处理,一直降到0次幂,就可以运用正弦或余弦的正整数幂公式来解决;如果降到1次幂,就可以进行凑微分,化成关于正弦或余弦的幂函数的不定积分去解决。如果你喜欢,也可以对它们交错进行降幂,有点赛车道上开波浪线快车的感觉。
这类问题的变化很多的,上面所说的只是一般方法,具体的问题,可能需要用到具体的方法,比如下面这道练习题:
练习:求∫(cosx)^4*(cotx)^2dx.
它看起来好像不属于这类问题,不过我们可以把它转化成这类问题:
可以看到,这里出现了负指数,怎么办?没有关系,递推公式没有规定不能是负整数,因此还是运用公式。这里选择第一个公式,连化两次,得到:
现在m+n=0,不符合公式了,怎么办?其实这时被积函数可以化为余切(有时也可能是正切)的正整数幂的形式:
余切的平方的不定积分公式并不难记,直接运用起来。就算次数高,老黄上一篇文章也有分享过正切或余切的正整数幂的积分公式,直接运用就可以了。
本文的所有结果都已经过老黄的检验,正确无误。那么你能自己推导出各种情况下的最终公式形式吗?
这就是关于《1/sinx的不定积分,y=sinx的1-6次方的不定积分(但很多人只知道它的递推形式)》的所有内容,希望对您能有所帮助!